【文章內(nèi)容簡介】 將各種殺菌溫度 時間組合換算成 ℃ 時的殺菌時間： F0 = t lg1[(T－ )/Z] Z值：單位為 ℃ ，是殺菌時間變化 10倍所需要相應改變的溫度數(shù)。在計算殺菌強度時，對于低酸性食品中的微生物，如肉毒桿菌等，一般取 Z=10℃ ；在酸性食品中的微生物，采取 100℃ 或以下殺菌的，通常取 Z=8℃ 。 熱力致死速率曲線：表示某一種特定的菌在特定的條件下和特定的溫度下，其總的數(shù)量隨殺菌時間的延續(xù)所發(fā)生的變化。以熱處理（恒溫）時間為橫坐標，以存活微生物數(shù)量為縱坐標，可以得到一條對數(shù)曲線，即微生物的殘存數(shù)量按對數(shù)規(guī)律變化。 （圖：熱力致死速率曲線） 熱力致死速率曲線方程： t = D ( lg a－ lg b ) 在熱力致死速率曲線上，若殺菌時間 t足夠大，殘存菌數(shù)可出現(xiàn)負數(shù)（ 101乃至 10n），這是一種概率的表示。 D 值：單位為 min，表示在特定的環(huán)境中和特定的溫度下，殺滅 90%特定的微生物所需要的時間。 D值越大，表示殺滅同樣百分數(shù)微生物所需的時間越長，說明這種微生物的耐熱性越強。 F0=nD：將殺菌終點的確定與實際的原始 菌數(shù)和要求的成品合格率相聯(lián)系，用適當?shù)臍埓媛手荡?―徹底殺滅 ‖的概念，這使得殺菌終點（或程度）的選擇更科學、更方便，同時強調(diào)了環(huán)境和管理對殺菌操作的重要性。通過 F0 = n D，還將熱力致死速率曲線和熱力致死時間曲線聯(lián)系在一起，建立了 D 值、 Z值和 F0值之間的聯(lián)系。 在實際殺菌操作中，若 n足夠大，則殘存菌數(shù) b足夠小，達到某種可被社會（包括消費者和生產(chǎn)者）接受的安全 ―殺菌程度 ‖，就可以認為達到了殺菌的目標。這種程度的殺菌操作，稱為 ―商業(yè)滅菌 ‖；接受過商業(yè)滅菌的產(chǎn)品，即處于 ―商業(yè)無菌 ‖狀態(tài)。商業(yè)無菌要求產(chǎn)品中的 所有致病菌都已被殺滅，耐熱性非致病菌的存活概率達到規(guī)定要求，并且在密封完好的條件下在正常的銷售期內(nèi)不生長繁殖。 二、食品的傳熱 在實際生產(chǎn)中，必須考慮食品的傳熱問題。 （一）傳熱方式 熱的傳遞方式有三種：傳導、對流和輻射。對于罐藏食品的內(nèi)容物來說，只有傳導和對流兩種方式。根據(jù)罐內(nèi)容物的特性，其傳熱型式有如下幾種。 （ 1）完全對流型 ——液體物料如果汁、蔬菜汁，和汁液很多而固形物很少且塊形很小的物料如湯類罐頭； （ 2）完全傳導型 ——固體物料如午餐肉、烤鵝等； （ 3）（先）傳導（后）對流型 ——受熱熔化的物料，如果醬等； （ 4）（先）對流（后）傳導型 ——受熱后會吸水膨脹的物料，如甜玉米等，含有豐富的淀粉質(zhì)； （ 5）誘發(fā)對流型 ——借助機械力量產(chǎn)生對流，如對于八寶粥等粘稠性產(chǎn)品使用回轉(zhuǎn)式殺菌器，在殺菌過程中產(chǎn)生強制性對流。 （二）影響傳熱的因素 罐內(nèi)食品的物理性質(zhì)。主要指食品的狀態(tài)、塊形大小、濃度、粘度等。 初溫（ IT， initial temperature）。指殺菌操作開始時，罐內(nèi)食品物料的溫度。 容器。對于殺菌操作中的傳熱，主要考慮容器的材料、容積和幾何尺寸。 殺菌鍋。靜置式殺菌鍋與回轉(zhuǎn)式殺菌鍋的區(qū)別。 （三）傳熱測定 指對罐頭中心溫度（或稱冷點溫度）的測定，冷點指罐頭在殺菌冷卻過程中，溫度變化最緩慢的點。傳導型食品罐頭的冷點在罐的幾何中心；對流型食品罐頭的冷點在罐中心軸上離罐底 24cm處。 傳熱測定的目的，（ 1）了解不同性質(zhì)內(nèi)容物罐頭的傳熱情況，即殺菌過程中溫度隨時間變化的曲線，為正確制定殺菌工藝條件奠定基礎(chǔ)；（ 2）比較殺菌鍋內(nèi)不同位置的升溫情況，為改進、維修設備和改進操作水平提供技術(shù)依據(jù)；（ 3）得出罐內(nèi)食品所接受的殺菌值（ Fp），判斷罐頭食品 的殺菌效果。 罐頭中心溫度測定儀主要由熱電偶和電位差計組成。 （四）傳熱曲線 傳熱曲線的表現(xiàn)形式 Tm~t 自然數(shù)坐標傳熱曲線：表示罐頭食品冷點處的溫度 Tm 值隨殺菌時間 t的變化； （ TsTm） ~t半對數(shù)坐標傳熱曲線：因殺菌鍋操作溫度 Ts 與罐頭冷點溫度 Tm間差值的對數(shù)值與殺菌時間值 t呈直線關(guān)系，故以殺菌溫度與冷點溫度的差值 TsTm為縱坐標，且縱坐標按對數(shù)規(guī)律安排。 Tm~t半對數(shù)坐標傳熱曲線：將（ TsTm） ~t半對數(shù)坐標傳熱曲線繞橫轉(zhuǎn)動 180176。，得到以殺菌時間為橫坐標，以冷點溫度為縱坐 標的傳熱曲線。 傳熱曲線的類型 對流型和傳導型食品物料的傳熱曲線近似于直線，稱為簡單型曲線（ Single logarithmic curve）； 先對流后傳導型食品物料的傳熱曲線近似于兩根相交的直線，稱為轉(zhuǎn)折型曲線（ Broken logarithmic curve）。 這兩種類型的傳熱曲線因其有規(guī)律性，故可用于 ―公式法 ‖或 ―列圖線法 ‖計算殺菌值。 三、殺菌強度的計算及確定程序 （一）熱殺菌時間的推算 比奇洛（ Begelow）在 1920年首先提出罐藏食品殺菌時間的計算方法（基本法） 。隨后，鮑爾（ Ball）、奧爾森（ Olsen）和舒爾茨（ Schultz）等人對比奇洛的方法進行了改進（鮑爾改良法）。鮑爾還推出了公式計算法。史蒂文斯（ Stevens）在鮑爾公式法的基礎(chǔ)上又提出了方便實際應用的列圖線法。 比奇洛基本法。 基本法推算實際殺菌時間的基礎(chǔ)，是罐頭冷點的溫度曲線和對象菌的熱力致死時間曲線（ TDT曲線）。 比奇洛將殺菌時罐頭冷點的傳熱曲線分割成若干小段，每小段的時間為（ ti）。假定每小段內(nèi)溫度不變，利用 TDT 曲線，可以獲得在某段溫度（ Ti）下所需的熱力致死時間（ τi）。熱力致 死時間 τi 的倒數(shù) 1/τi為在溫度 Ti 殺菌 1 min所取得的效果占全部殺菌效果的比值，稱為致死率；而 ti/τi即為該小段取得的殺菌效果占全部殺菌效果的比值 Ai，稱為 ―部分殺菌值 ‖。 將各段的部分殺菌值相加，就得到總殺菌值 A（或稱累積殺菌值）。 A=ΣAi 比奇洛法的特點： ① 方法直觀易懂，當殺菌溫度間隔取得很小時，計算結(jié)果與實際效果很接近； ② 不管傳熱情況是否符合一定模型，用此法可以求得任何情況下的正確殺菌時間； ③ 計算量和實驗量較大，需要分別經(jīng)實驗確定殺菌過程各溫度下的 TDT值，再計算出致死率。 鮑爾改良法。針對比奇洛基本法需要逐一計算熱致死時間、致死率和部分殺菌值的繁瑣，鮑爾等人作了一些改進，主要有兩點： ① 建立了 ―致死率值 ‖的概念； ② 時間間隔取相等值。改進后的方法稱為 ―鮑爾改良法 ‖。 （ 1）致死率值： L= 1/t =lg1(T 121)/z 致死率值 L的含義：對 F0=1 min的微生物，經(jīng) T溫度， 1 min的殺菌效果與該溫度下全部殺滅效果的比值；也可表達為經(jīng)溫度 T， 1 min的殺菌處理，相當于溫度 121℃ 時的殺菌時間。 實際殺菌過程中，冷點溫度隨時間不斷變化，于是， Li=lg1(Ti121)/z 微生物 Z值確定后，即可預先計算各溫度下的致死率值，列成表格，以方便使用。 （ 2）時間間隔： 鮑爾改良法的時間間隔等值化，簡化了計算過程。若間隔取得太大，會影響到計算結(jié)果的準確性。 整個殺菌過程的殺菌強度（總致死值）： Fp = ∑(Li △ t)= △ t.∑Li Fp 值與 F0 值的關(guān)系： F0 值指在標準溫度下（ 121℃ ）殺滅對象菌所需要的理論時間； Fp 值指將實際殺菌過程的殺菌強度換算成標準溫度下的時間。判斷一個實際殺菌過程的殺菌強度是否達到要求，需要比較 F0與 Fp的大小，要 求： Fp ? F0 一般取 Fp略大于 F0。 公式法和列圖線法。 公式法首先由鮑爾提出，經(jīng)過美國制罐公司熱學研究組簡化后，用來計算簡單型和轉(zhuǎn)折性傳熱曲線上殺菌時間和 F值。公式法是根據(jù)罐頭在殺菌過程中（含加熱階段和冷卻階段）冷點溫度的變化在半對數(shù)坐標紙上所繪出的傳熱曲線進行推算，以求得整個殺菌過程的殺菌值 FP，通過與對象菌的 F0值對比，評判和確定實際需要的殺菌時間。公式法的優(yōu)點是可以在殺菌溫度變更時算出殺菌時間；其缺點是計算繁瑣、費時，計算中容易發(fā)生錯誤，并且要求傳熱曲線必須呈有規(guī)律的簡 單型曲線或轉(zhuǎn)折型曲線才能使用。 為了方便公式